技术领域
[0001] 本
发明是关于
半导体设计和生产领域，特别涉及一种集成电路测试系统及其面向列的
数据库管理系统。
[0002]
背景技术
[0003] 随着集成电路的设计规模不断扩大，单一芯片上的
电子器件
密度越来越大，而电子器件的特征尺寸越来越小。同时，集成电路工艺流程包含着很多复杂的工艺步骤，每一步都存在特定的工艺制造偏差，导致了集成电路芯片的成品率降低。在可制造性设计的背景下，为了提高集成电路产品的成品率，缩短成品率成熟周期，业界普遍采用基于特殊设计的测试芯片的测试方法，通过对测试芯片的测试来获取制造工艺和设计成品率改善所必需的数据。
[0004] 但是随着芯片的集成度越来越高，在
制造过程中产生的测试数据，也在飞速增长。以高密度测试芯片为例，约包含100万个器件，目前可在25秒内完成测试，即每秒可测40000个器件；如果连续测试24小时，将能完成约35亿个器件的测试，获得的原始测试数据可达
9GB。因此，需要建立一个专
门的数据库，来实现测试数据的实时高效存储，以及快速响应数据查询。
[0005] 数据库管理系统（DBMS，Database Management System）是数据库系统的核心，用于建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一的管理和控制。关系型DBMS是基于二维表格模型的数据库管理系统，数据以二维行列表形式存储在数据库中，可参考图1。
[0006] 关系型DBMS包括面向行的DBMS和面向列的DBMS。面向行的DBMS，数据按行存储在数据库中，能高效添加数据，特别是在数据的实时存储上具有优势；但是，面向行的DBMS在查询数据时显得低效且缓慢，当行数和列数增加时，查询会越来越慢。面向列的DBMS，数据按列存储在数据库中，
数据压缩友好，而且在整个二维表上执行集合范围操作时具有优势，可以更精确且快速地响应数据查询。但是，面向列的DBMS在数据添加上效率不高，特别是实时数据的添加；如图2所示，有8条数据要添加到数据库，每一条数据都必须等待数据库的响应，然后下一条数据才能被处理，在数据库很忙无法立即响应的时候，实时流数据可能会丢失（测试由时钟
信号严格控制，实时产生测试数据），进而影响集成电路的测试。
[0007] 本发明采用面向列的数据库管理系统，并提供了解决面向列的数据库管理系统实时流数据无法高效添加问题的技术方案。
[0008]
发明内容
[0009] 本发明的主要目的在于克服
现有技术中的不足，提供一种能实现数据高效实时存储和快速查询的数据库管理系统。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：提供一种用于集成电路测试领域面向列的数据库管理系统，数据库用于以二维表形式逐列存储测试流数据，二维表形式是指：每一行为一条测试记录，每一列为一个字段；所述用于集成电路测试领域面向列的数据库管理系统设置有消息队列，消息队列能处理数据写入
请求，以暂存测试流数据，消息队列还能处理数据库的数据读取请求，实现测试流数据批量存入数据库。
[0010] 作为进一步的改进，所述消息队列设置有最长保持时间和最大读取次数，并配置：在消息队列中，数据存储的时间达到最长保持时间时被删除；在消息队列中，数据被读取的次数达到最大读取次数时被删除。
[0011] 作为进一步的改进，所述消息队列保持在线状态，即能实时响应并实现测试设备的测试流数据写入请求，以及能实时响应并实现数据库的数据读取请求。
[0012] 作为进一步的改进，所述数据库处于在线状态或者离线状态。
[0013] 作为进一步的改进，所述数据库处于在线状态时，每隔预设的时间间隔向消息队列发送数据读取请求。
[0014] 作为进一步的改进，所述测试流数据中包括字段：wafer编号、die坐标
位置、待测器件地址、测试条件、测试值和待测器件的属性（如晶体管栅极的长和宽）。
[0015] 提供一种集成电路测试系统，包括数据库和至少一组测试装置；所述测试装置包括测试芯片和测试设备，所述测试设备包括函数发生器、
开关矩阵模
块和若干源测量单元（SMU），测试设备通过探针卡与测试芯片连接形成测试通路，测试生成测试流数据；所述数据库采用上述数据库管理系统，用于存储测试流数据。
[0016] 一般来说，数据库可以部署在单独的机器上实现；当该集成电路测试系统包括数据库和一组测试装置时，数据库可以部署在单独的机器上实现，也可以直接部署在测试装置的测试设备上实现。
[0017] 作为进一步的改进，所述集成电路测试系统还包括至少一个在线分析引擎，在线分析引擎能
抽取测试设备生成的测试流数据进行分析，并将分析后的测试流数据存储到数据库。一般来说，在线分析引擎可以部署在单独的机器上实现；当该集成电路测试系统包括数据库，一个在线分析引擎，以及若干组测试装置时，在线分析引擎可以部署在单独的机器上实现，也可以和数据库部署在同一个机器上实现；当该集成电路测试系统包括数据库，一个在线分析引擎，以及一个测试装置时，在线分析引擎可以部署在单独的机器上实现，可以和数据库部署在同一个机器上，也可以直接部署在测试装置的测试设备上实现。
[0018] 提供一种集成电路测试数据的实时存储方法，基于采用所述数据库管理系统的数据库实现；所述集成电路测试数据的实时存储方法具体包括下述步骤：步骤（1）：消息队列实时响应测试设备的测试流数据写入请求，并暂存测试流数据；
步骤（2）：消息队列接收数据库发来的数据读取请求并响应，且当此时消息队列中有新数据时，将新数据全部发送给数据库，实现测试流数据批量按列存入数据库；在消息队列中，这些发送数据的读取次数加1，然后判断这些发送数据的读取次数是否达到预设的最大读取次数，将达到最大读取次数的数据从消息队列中删除；所述新数据是指消息队列中读取次数为0的数据。
[0019] 作为进一步的改进，所述步骤（1）中，消息队列实时暂存测试流数据，当消息队列中有数据的暂存时间达到预设的最长时间
阈值时，则删除该数据。
[0020] 作为进一步的改进，所述步骤（2）中，当数据库处于在线状态时：数据库每隔预设的时间间隔向消息队列发送数据读取请求；当数据库处于离线状态时，无法向消息队列发送数据读取请求，直至恢复到在线状态的工作模式。
[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明用于集成电路测试领域面向列的数据库管理系统，既保持面向列的数据库管理系统在数据压缩存储、快速查询上的优势，又利用消息队列实现了测试数据的实时高效添加，通过批量处理减少了数据库的添加操作，有效提高了面向列的数据库性能。
[0022] 本发明用于集成电路测试领域面向列的数据库管理系统，数据库可以处于离线状态去处理其他业务，并通过消息队列来实时响应流数据，且这些数据被暂存在消息队列中，以等待时机批量存入数据库，不会有任何数据在数据库处于离线状态时丢失，以支持集成电路的测试工作。
[0023] 本发明的集成电路测试系统，测试设备进行测试产生测试流数据，采用所述面向列的数据库管理系统的数据库，可以高效完成测试流数据的添加，使得集成电路测试系统中的数据测量和数据存储可以同时进行。
[0025] 图1为关系型数据库中数据存储的
实施例示意图。
[0026] 图2为传统面向列的DBMS进行数据添加的示意图。
[0027] 图3为本发明用于集成电路测试领域面向列的数据库管理系统进行数据添加的示意图。
[0028]
具体实施方式
[0029] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：如图3所示的一种用于集成电路测试领域面向列的数据库管理系统，数据库用于以二维表形式逐列存储测试流数据，二维表形式是指：每一行为一条测试记录，每一列为一个字段；比如，如图1所示的二维表形式的数据，按列存储在数据库中。所述用于集成电路测试领域面向列的数据库管理系统设置有消息队列，消息队列能处理数据写入请求，以暂存测试流数据，消息队列还能处理数据库的数据读取请求，实现测试流数据批量存入数据库。
[0030] 消息队列对外部而言是一个被动部件，不会主动发送请求，仅会响应外部请求，同时根据配置维持自身内部状态及数据。消息队列保持在线状态，能实时响应至少以下外部请求：测试设备的数据写入请求和数据库的数据读取请求。另外，消息队列为维持自身内部状态和数据，设置有最长保持时间和最大读取次数，并配置：在消息队列中，数据存储的时间达到最长保持时间时被删除；在消息队列中，数据被读取的次数达到最大读取次数时被删除。比如，最长保持时间为设为1小时，最大读取次数设为1，8:00写入数据A，8:30写入数据B，8:45读取数据A，此时数据A被删除（最大读取次数达到），9:30数据B被删除（最长保持时间达到）。最长保持时间的合理设置，能在维持消息队列自身状态的前提下，确保即使数据库离线一段时间，数据也不会丢失，因为数据暂存在消息队列中；这里设置最大读取次数为1，则确保消息队列中的数据只会被数据库读取一次，避免了数据重复出现，当然，可以根据实际的应用场景需求，设置不同的最大读取次数取值。
[0031] 数据库对于消息队列，能处于在线状态或者离线状态。数据库处于在线状态时，每隔预设的时间间隔向消息队列发送数据读取请求。时间间隔的值的设置，决定了每次读取的数据量；例如，若时间间隔设为1秒，则每次读取的数据最大约为1万条记录左右，若时间间隔设为1分钟，则每次读取的数据最大约为60万条记录左右，目前实际中使用1分秒的时间间隔。当数据库处于离线状态时，数据库不会向消息队列发送读数据请求，直至恢复到在线状态的工作模式。
[0032] 本发明还提供一种集成电路测试系统，包括数据库，至少一组测试装置，以及至少一个在线分析引擎。所述测试装置包括测试芯片和测试设备；所述测试设备包括函数发生器、开关矩阵模块和若干源测量单元（SMU），测试设备通过探针卡与测试芯片连接形成测试通路，测试生成测试流数据。所述在线分析引擎能抽取测试设备生成的测试流数据进行分析，并将分析后的测试流数据存储到数据库。所述数据库采用上述用于集成电路测试领域面向列的数据库管理系统，用于存储测试流数据；如图1所示，测试流数据包括字段：wafer、die、address、test condition、test value、device length、device width， wafer 是指wafer编号，die 是指die坐标位置，address是指待测器件地址，test condition是指测试条件，test value是指测试值，device length和device width分别是指晶体管栅极的长和宽。
[0033] 对于该集成电路测试系统的实现，数据库一般可以部署在单独的机器上实现，当该集成电路测试系统包括数据库和一组测试装置时，数据库可以部署在单独的机器上实现，也可以直接部署在测试装置的测试设备上实现。在线分析引擎一般可以部署在单独的机器上实现；当该集成电路测试系统包括数据库，一个在线分析引擎，以及若干组测试装置时，在线分析引擎可以部署在单独的机器上实现，也可以和数据库部署在同一个机器上实现；当该集成电路测试系统包括数据库，一个在线分析引擎，以及一个测试装置时，在线分析引擎可以部署在单独的机器上实现，可以和数据库部署在同一个机器上，也可以直接部署在测试装置的测试设备上实现。
[0034] 基于采用上述数据库管理系统的数据库，本发明还提供一种集成电路测试数据的实时存储方法，如图3所示，具体包括下述步骤：步骤（1）：消息队列实时响应测试设备的测试流数据写入请求，并暂存测试流数据；可参考图3中，实时数据1至数据8的写入请求，消息队列都立即响应，并将数据1至数据8临时存储在消息队列中，这些数据的暂存操作都独立于数据库进行。为维持消息队列自身的状态，当消息队列中有数据的暂存时间达到预设的最长时间阈值时，则删除该数据。
[0035] 步骤（2）：数据库处于在线状态，每隔预设的时间间隔向消息队列发送数据读取请求。消息队列接收数据库发来的数据读取请求并响应，且当此时消息队列中有新数据（消息队列中读取次数为0的数据）时，将新数据全部发送给数据库，数据库以二维表形式按列组织数据；在消息队列中，这些发送数据的读取次数加1，然后判断这些发送数据的读取次数是否达到预设的最大读取次数，将达到最大读取次数的数据从消息队列中删除。可参考图3中，数据库向消息队列发送数据读取请求，消息队列响应并将数据1至数据8批量发送给数据库。
[0036] 下面的实施例可以使本专业的专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0037] 以35亿个器件的测试结果为例，其原始测试数据达9GB（9GB是测试装置连续不间断运行24小时所产生的数据量），将9GB的测试数据按列添加到数据库中，测试数据在数据库中所占大小为150MB，添加操作耗时接近1周，进行数据查询时，每次查询耗时小于1秒。由此可以发现，面向列的数据库管理系统在数据压缩存储和快速查询上，具有很明显的优势，但是在进行数据添加操作时速度很慢，无法满足集成电路测试领域实时存储测试数据的要求，因为要满足实时的要求，则数据添加操作时间应小于数据产生的时间。
[0038] 当该数据库采用上述用于集成电路测试领域面向列的数据库管理系统，增加了消息队列来实现测试流数据的暂存，实验结果显示，将9GB的测试数据按列添加到数据库中，数据添加操作耗时100分钟，需占用150MB。在该数据库中进行数据查询时，每次查询耗时小于1秒。很明显，该数据库相较于现有的数据库系统，数据添加非常快，能完美适应高效存储和快速查询的行业要求。
[0039] 最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多
变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
